[摘要]學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),離不開思維,數(shù)學(xué)中的各種內(nèi)在聯(lián)系和相互關(guān)系只有通過思維才能深刻理解,牢固掌握,本文立足于開闊不同層次學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,文章通過對雞兔同籠這一經(jīng)典問題的研究, 向?qū)W生展示不同的思維過程, 讓不同層次學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力得到提高,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
[關(guān)鍵詞]一題多解;數(shù)學(xué);思維
數(shù)學(xué)是一門技巧性的學(xué)科,最新的《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出學(xué)生更需要掌握的是數(shù)學(xué)的一般思維方法和數(shù)學(xué)思想,這樣的改革要求在基礎(chǔ)教育中更加注重學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng),同時為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。使不同層次學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力都得到提高,一題多解在數(shù)學(xué)教學(xué)中就起到了十分重要的作用,一題多解可以向?qū)W生展示不同的思考過程,培養(yǎng)學(xué)生思維的開放性,促進(jìn)創(chuàng)新思維的發(fā)展,是數(shù)學(xué)教學(xué)中十分重要的一環(huán)。
雞兔同籠問題,是我國古代著名趣題之一,早在《孫子算經(jīng)》中就有了記載:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問:雉兔各幾何7”意思是:有若干只雞和兔同在一個籠里,從上面數(shù),有35個頭;從下面數(shù),有94只腳,問:籠中各有幾只雞和兔?這個問題經(jīng)過人們多年的研究,發(fā)現(xiàn)了多種解法,下面就從中挑選比較典型的三種方法,以說明一題多解對學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力的鍛煉。
第一種解法:列表法,也叫“嘗試法”“窮舉法”,即根據(jù)題目要求按順序分類,列出所有數(shù)據(jù)組,試出答案,通過這種不斷列舉、嘗試、調(diào)整,最終是能解決問題的,列表法更為直接明了,同時能從中找到規(guī)律,這種方法是大部分學(xué)生都能掌握的,但列表法的缺點(diǎn)也很顯而易見,如果數(shù)據(jù)較大,那么我們的嘗試、窮舉也就越多,因此它并不具備普遍性,列表法可以更加直觀地幫助學(xué)生解決問題,對大多數(shù)學(xué)生來說是一種可以掌握的解決問題的策略。
第二種解法:假設(shè)法,假設(shè)法需要的邏輯思維水平較高,作為實(shí)用性較強(qiáng)的一種解題策略,對于有一定數(shù)學(xué)思維基礎(chǔ)的學(xué)生來說是可以掌握的,在上面的問題中,有雞和兔兩個未知量,它們地位同等且相互關(guān)聯(lián),所以我們可以任意選擇一個進(jìn)行假設(shè)。
如果假設(shè)35只全是兔子,就會有140只腿,多出了46只,為什么會多46只腿?怎樣把多的這些去掉?成為假設(shè)法解決問題的關(guān)鍵之處。
為了解決這多出的46只腿,那么就需要把兔換成雞,怎么換?換的過程中要注意什么?是在教學(xué)中要重點(diǎn)講解的,首先。必須一一對應(yīng),一只兔換一只雞,這樣才能保證總數(shù)不變,其次,每換一次,腿的數(shù)量就由4只變?yōu)?只,少了2只,那么減少46只腿要換多少次呢?用除法就可以解決了。
假設(shè)法最后需要強(qiáng)調(diào)的是求出的23和12。誰是雞的只數(shù),誰是兔的只數(shù)。這需要學(xué)生充分理解剛剛是如何將兔換成雞的,換的過程中數(shù)量是如何變化的。
用假設(shè)法解題首先需要假設(shè)題中的情節(jié)發(fā)生了變化,然后在假設(shè)的基礎(chǔ)上推理,調(diào)整由于假設(shè)而引起的數(shù)量變化,假設(shè)法是一種重要的數(shù)學(xué)思維方法,有著廣泛的應(yīng)用,假設(shè)法能使復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系明朗化、簡單化,從而幫助我們解決問題,假設(shè)法對邏輯思維能力要求較高,理解上有一定難度,但實(shí)用性較強(qiáng),可以對有一定數(shù)學(xué)能力的學(xué)生作出要求。
第三種解法:方程法,方程是代數(shù)思維最直觀的體現(xiàn),也是學(xué)生進(jìn)入初中以后會重點(diǎn)學(xué)習(xí)的一種思維方法。在小學(xué)階段,部分學(xué)生可以列出方程,但難以解出方程,限制了學(xué)生用方程解決問題,不過,方程作為一種重要的思維方法,也可以適當(dāng)介紹給學(xué)生,拓展學(xué)生解題思路。
用方程解決該問題有兩點(diǎn)需要注意。第一,設(shè)哪一個量為未知數(shù),由于兩個未知量相互關(guān)聯(lián),所以設(shè)兔子和雞都可以。第二就是解方程,這也是用方程解決問題最困難的地方,對小學(xué)生來說需要一定的代數(shù)思維能力才能解決,尤其是展開2(35一,)這樣的式子時,雖然學(xué)生學(xué)習(xí)過了乘法分配律,但總會有部分學(xué)生只將2乘35,而不乘x但是方程思路簡單,且具有一般性,可以為學(xué)生解決其他問題帶去方法。
以上三種方法各有優(yōu)劣,列表法通過逐一列舉、實(shí)驗(yàn)、調(diào)整,最后得到答案,非常直觀,便于觀察,容易理解,是一種樸素的思想方法,也是非常實(shí)用的解決問題的策略,是學(xué)生由形象思維過渡到抽象思維的一座橋梁,但受到數(shù)據(jù)大小的限制,不能廣泛用之,假設(shè)法在推理時會導(dǎo)致思路不清,容易出錯,這也為學(xué)生學(xué)習(xí)、使用這種方法設(shè)置了障礙,所以在假設(shè)時要使題意明朗化、簡單化,要按照題目中的已知條件進(jìn)行推算,把假設(shè)的結(jié)果加以調(diào)整,直到符合題目條件,得到正確答案,此種方法使用范圍更廣,更加具有一般性,在教學(xué)時教師需及時指導(dǎo)學(xué)生寫好推導(dǎo)過程,避免問題出現(xiàn),方程的思想是將題目中的信息“翻譯”成代數(shù)語言,需要學(xué)生根據(jù)題中的已知條件和未知數(shù)之間的關(guān)系,建立一個等式,通過這個等式算出答案,方程思路比較簡單,具有一般性。而且小學(xué)高年級的學(xué)生已有了一些方程的基礎(chǔ)知識,所以這個方法能理解的學(xué)生也有一些。但這方面的知識,小學(xué)生掌握的并不多,運(yùn)用起來也不熟練,所以使用的學(xué)生并不多。
雞兔同籠問題很好地詮釋了一題多解給學(xué)生思維帶來的廣闊性,在不同的解法中蘊(yùn)含了不同的數(shù)學(xué)思想,甚至在同一種方法中也包含了不同的數(shù)學(xué)思想,通過這一典型例題可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到這三種不同的方法,通過對這三種方法的比較,可以讓學(xué)生掌握解題的一般步驟,熟悉解題技巧,更重要的是可以讓不同層次的學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力得到提高,而不僅僅是針對個別優(yōu)秀學(xué)生。
三種方法反映了三種不同的數(shù)學(xué)思維,從這一典型例題的學(xué)習(xí)中,可以很好的幫助學(xué)生從多個角度觀察、思考、概括,并獲得多種解題途徑,一題多解在一定程度上不僅開闊了學(xué)生的視野,也開闊了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,對學(xué)生提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣有很大的幫助。